خطوات الاستخدام
أدخل الصيغة الأولية (الصيغة التجريبية) بشكل صحيح باستخدام رموز العناصر والأرقام السفلية. على سبيل المثال، أدخل CH2O لتمثيل صيغة أولية تحتوي على ذرة كربون واحدة وذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. تأكد من أن الصيغة مكتوبة بأحرف كبيرة لأول حرف من رمز العنصر وصغيرة للثاني إذا لزم الأمر (مثل Cl للكلور). هذه الصيغة تمثل أبسط نسبة عددية صحيحة بين الذرات في المركب، وتستند إلى التحليل العنصري للمركب.
احسب الكتلة المولية للصيغة الأولية. استخدم الكتل الذرية الدقيقة من الجدول الدوري: على سبيل المثال، الكربون = 12.01 غ/مول، الهيدروجين = 1.008 غ/مول، الأكسجين = 16.00 غ/مول. اضرب الكتلة الذرية لكل عنصر بعدد ذراته في الصيغة الأولية، ثم اجمع النتائج. مثلاً، لـ CH2O: الكتلة = (12.01 × 1) + (1.008 × 2) + (16.00 × 1) = 30.026 غ/مول. هذه الكتلة تمثل كتلة مول واحد من الصيغة الأولية، وهي خطوة حاسمة لتحديد المضاعف.
اقسم الكتلة المولية المعطاة للمركب (الكتلة المولية الحقيقية المقاسة تجريبياً) على الكتلة المولية للصيغة الأولية التي حسبتها في الخطوة السابقة. الناتج هو رقم n، وهو عدد صحيح (أو قريب جداً من عدد صحيح) يمثل عدد مرات تكرار الصيغة الأولية في الصيغة الجزيئية. مثلاً، إذا كانت الكتلة المولية للمركب 180.16 غ/مول، اقسم: n = 180.16 ÷ 30.026 ≈ 6. قرب الناتج إلى أقرب عدد صحيح إذا كان الفرق ضئيلاً (أقل من 0.1). هذا التقريب ضروري لأن القياسات التجريبية لها أخطاء طفيفة.
اضرب كل عدد ذري في الصيغة الأولية في قيمة n التي حصلت عليها. على سبيل المثال، إذا كانت الصيغة الأولية CH2O و n = 6، فإن الصيغة الجزيئية تصبح C6H12O6. هذا يعني أن الجزيء الحقيقي يحتوي على 6 ذرات كربون و12 ذرة هيدروجين و6 ذرات أكسجين. الصيغة الجزيئية تعطي العدد الفعلي لكل ذرة في الجزيء، على عكس الصيغة الأولية التي تعطي النسب فقط.
اكتب الصيغة الجزيئية النهائية بوضوح مع التأكد من صحة الرموز والأرقام. تحقق من أن مجموع الكتل الذرية في الصيغة الجزيئية يساوي الكتلة المولية المعطاة (أو قريب جداً منها). مثلاً، كتلة C6H12O6 = (12.01×6)+(1.008×12)+(16.00×6) = 72.06+12.096+96.00 = 180.156 غ/مول، وهو مطابق تقريباً للكتلة المعطاة 180.16 غ/مول. هذا التأكيد يضمن صحة الحسابات.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الصيغة الجزيئية بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب الصيغة الجزيئية، نتبع الخطوات التالية:
1. حساب الكتلة المولية للصيغة الأولية CH2O:
- الكربون (C): 12.01 غ/مول × 1 = 12.01
- الهيدروجين (H): 1.008 غ/مول × 2 = 2.016
- الأكسجين (O): 16.00 غ/مول × 1 = 16.00
- المجموع: 12.01 + 2.016 + 16.00 = 30.026 غ/مول
2. حساب المضاعف n بقسمة الكتلة المولية المعطاة على كتلة الصيغة الأولية:
n = 180.16 ÷ 30.026 ≈ 6.000 (بالضبط 6 بعد التقريب)
3. ضرب كل ذرة في الصيغة الأولية بـ n:
- C: 1 × 6 = 6
- H: 2 × 6 = 12
- O: 1 × 6 = 6
- إذن الصيغة الجزيئية هي C6H12O6
4. التحقق: كتلة C6H12O6 = (12.01×6)+(1.008×12)+(16.00×6) = 72.06+12.096+96.00 = 180.156 غ/مول، وهو يتطابق مع الكتلة المعطاة 180.16 غ/مول.
النتيجة: المركب هو الجلوكوز (سكر العنب)، حيث الصيغة الجزيئية C6H12O6 تدل على أن كل جزيء جلوكوز يحتوي على 6 ذرات كربون و12 ذرة هيدروجين و6 ذرات أكسجين. من المهم ملاحظة أن الصيغة الأولية CH2O تمثل أبسط نسبة، وأن الصيغة الجزيئية هي مضاعف صحيح لها.
الحل
لإيجاد الصيغة الجزيئية من هذه المعطيات، نقوم بالآتي:
1. حساب الكتلة المولية للصيغة الأولية C2H5:
- الكربون (C): 12.01 غ/مول × 2 = 24.02
- الهيدروجين (H): 1.008 غ/مول × 5 = 5.04
- المجموع: 24.02 + 5.04 = 29.06 غ/مول
2. حساب n:
n = 58.12 ÷ 29.06 ≈ 2.000 (بالضبط 2)
3. ضرب الصيغة الأولية بـ n:
- C: 2 × 2 = 4
- H: 5 × 2 = 10
- الصيغة الجزيئية: C4H10
4. التحقق: كتلة C4H10 = (12.01×4)+(1.008×10) = 48.04+10.08 = 58.12 غ/مول، مطابقة تماماً.
النتيجة: المركب هو البيوتان (غاز يستخدم في الولاعات)، وصيغته الجزيئية C4H10. الصيغة الأولية C2H5 تمثل نصف الجزيء الفعلي. لاحظ أن هناك مركباً آخر هو الإيزوبيوتان له نفس الصيغة الجزيئية C4H10 لكن ترتيب الذرات مختلف (أيزومر). هذا يوضح أن الصيغة الجزيئية تحدد العدد الفعلي للذرات ولكنها لا تعطي معلومات عن البنية الفراغية.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الصيغة الجزيئية.
قيم مُدخَلة قياسية
- الصيغة التجريبية
- sample
- الكتلة المولية
- 10
- Empirical Formula Mass
- 1